【正文】 VG B= ???= ④ 氣相傳質(zhì)單元數(shù) NOG計(jì)算： 查 35℃ 時(shí)相平衡常數(shù) m=107 ?1Y =mx1=107=107 ?2Y =mx2=0 脫吸因數(shù)為： S= 1 3 1 3 1 3 7 ??? ?LmV B =108 所以： NOG = SYY YYSS ????? ??2221]1ln [1 1 = )](00 1 03 9 ) [ ( 1 888 ??? ???????? 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 =1ln(1+108) = 由 Z=HOGNOG== 得： Z? == 設(shè)計(jì)取填料層高度為： Z? =12m 填料層分 二 段，每段 6m 設(shè)安全系數(shù)為 2，則設(shè)計(jì)塔高為 24m 填料層壓降計(jì) 算 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖 ，查文獻(xiàn) [6]，計(jì)算 填料層壓力降 橫坐標(biāo)為 )1 18 ( 35 8 71 15 4 98 9)( ?LVVL ????== 查 文獻(xiàn) [5],填料因子 P? =116m1 縱坐標(biāo)為 LLVPgu ?????= 9 9 1 8 1 61 3 8 ???? = 查圖（內(nèi)插）得： ZP? =51=填料層壓降為： P? =12= 塔體強(qiáng)度校核 筒體強(qiáng)度校核 筒體材料選用 低合金鋼，查 文獻(xiàn) [9] 所用材料的許用應(yīng)力 t][? =163MPa 焊接接頭形式采用單面焊接對(duì)接接頭，局部無(wú)損探傷，查得焊接接頭系數(shù)? = 鋼板負(fù)偏差查 文獻(xiàn) [1]，選用 C1= 腐蝕裕量：碳素鋼和低合金鋼單面腐蝕裕量取 C2=1mm, 所以， C=+1= 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 求取筒體壁厚：查 文獻(xiàn) [1]P159 得： 1 27 0 ][2 2 ???? ????? CPDP Ct iCd ???= 圓整后取 18mm 水壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核： 16MnR 屈服極限為 S? =345MPa S?? =345=248 MPa 最大組合軸向拉應(yīng)力為：eeiTT DP ? ?? 2 )( ?? （查 文獻(xiàn) [8]P93） PT===2 MPa Cde ???? == )(2 ? ???T?= MPa248 MPa 水壓試驗(yàn)時(shí)滿足強(qiáng)度要求 氣壓試驗(yàn)強(qiáng)度校核： S?? =345= MPa eeiTT DP ? ?? 2 )( ?? = MPa 所以氣壓試驗(yàn)滿足強(qiáng)度要求 求取筒體應(yīng)力： 平均直徑： D=Di+18=27..+18=2718mm 徑向應(yīng)力： 184 1 ???? ?? PD= MPa 環(huán)向應(yīng)力： 182 1 ???? ?? PD= MPa 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 封頭設(shè)計(jì) 選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 DN2700, K=1 封頭材料選用與筒體相同 16MnR 鋼板負(fù)偏差取 ，腐蝕裕量取 1mm，焊接接頭系數(shù) 封 頭壁厚： CtiC PDKP ][2 ?? ??? = ???? ?? = 查 文獻(xiàn) [1]知： 大多數(shù)橢圓形封頭壁厚取值與筒體相同或比筒體稍厚，封頭壁厚圓整后取 18mm 查表得：直邊高度 h1=40mm, 曲邊高度 h2=650mm 封頭高度為 h=h1+h2=690mm 核算風(fēng)頭最大允許工作壓力： [P]=eietD ??? ][2? = ?? ?? = MPa MPa 符合要求 塔裙座高度 按實(shí)際要求選為 塔體載荷計(jì)算 （ 1）重量估算 筒體的質(zhì)量： 查表 1m高筒節(jié)鋼板質(zhì)量 820kg， m1=82024=19680kg 封頭的質(zhì)量：查表為 m2=970kg 塔設(shè)備附件： m3= ① 扶梯質(zhì)量：選擇籠式扶梯，查表單位質(zhì)量為 40kg/m, 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 則： 40(24+) 2= ② 鋼制平臺(tái)質(zhì)量：查表鋼制平臺(tái)單位質(zhì)量為 150kg/m2,取平臺(tái)面積為 則： 150=525kg ③ 取其他附件總質(zhì)量為 500kg 填料質(zhì)量： 查表知聚丙烯階梯環(huán)的堆積密度 ? =, 所以 V= hR2? =()212= m4= V? == 塔總質(zhì)量為： Q= m1+ m2+ m3+ m4== （ 2） 自振周期計(jì)算：參考 [5] T=EIgQH I= 8 )( 3 SSDn ????? ≈ 83SDn ?? 按等截面計(jì)算（ cm）： I= 473 cm???? T=2400 9 8 2 4 0 3 3 7 9 276 ???? ?= 式中 H—— 塔底高度， cm Q—— 塔總 重 ， N E—— 塔材料彈性模量， 21106Pa I—— 塔截面慣性矩， cm4 Dn— 塔內(nèi)徑， cm S? —— 不計(jì)腐蝕裕度的塔體壁厚， cm g—— 重力加速度 （ 3） 風(fēng)載荷和風(fēng)彎矩 P= iii AfqKK 021 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 K1—— 空氣動(dòng)力系數(shù)，其值取決于計(jì)算段中心高度 查 [5]P338m 脈 = i? =1 得 : 風(fēng)振系數(shù) K2i=1+ m 脈 i? =1+1= qo—— 基本風(fēng)壓， Pa fi—— 風(fēng)壓的高度變化系數(shù) Ai—— 迎風(fēng)面積， m2 查 [5]P338 知本地區(qū)基本風(fēng)壓 qo=300 Pa，查表， fi= Ai=Dei﹒ hi 式中 Dei—— 塔設(shè)備計(jì)算段有效直徑， m hi—— 塔設(shè)備計(jì)算段的高度， m Ai=（ ） 24= 查 [5]P340,取 K1= 則 P= iii AfqKK 021 =300 = M=Ph/2=2400/2=25719120N﹒ cm （ 4） 地震載荷： ?DH =15 參考 [5]公式： C= 地震影響系數(shù)按 7 級(jí)算 ? = S=22323 HxQCHxqC ?? ??? =3/21/ =塔底地震彎矩： 按塔體分三段計(jì)算，每段 8m M8=S8x=223 HxQC? 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 =3/22 =﹒ cm M16=S16x =3/22 =﹒ cm M24=S24x =3/22 =﹒ cm 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 五 車間布置 車間布置設(shè)計(jì)的內(nèi)容可分為車間廠房布置和車間設(shè)備布置 ， 車間廠房布置是對(duì)整個(gè)車間各工段、各設(shè)施在車間場(chǎng)地范圍內(nèi)，按照它們?cè)谏a(chǎn)中和生活中所起的作用進(jìn)行合理的平面和立面布置。 ①對(duì)初步設(shè)計(jì)需要帶控制點(diǎn)的工 藝流程圖，對(duì)施工圖設(shè)計(jì)需要管道儀表流程圖； ②物料衡算數(shù)據(jù)及物料性質(zhì)（包括原料、中間體、副產(chǎn)品、成品的數(shù)量及性質(zhì)，三廢的數(shù)據(jù)及處理方法）； ③設(shè)備一覽表（包括設(shè)備外形尺寸、重量、支撐形式及保溫情況）； ④公用系統(tǒng)耗用量，供排水、供電、供熱、冷凍、壓縮空氣、外管資料； ⑤車間定員表（除技術(shù)人員、管理人員、車間化驗(yàn)人員、崗位操作人員外，還包括最大班人數(shù)和男女比例的資料）； ⑥廠區(qū)總平面布置圖（包括本車間同其他生產(chǎn)車間、輔助車間、 生活設(shè)施的相互聯(lián)系，廠內(nèi)人流物流的情況與數(shù)量）。 ④考慮其他專業(yè)對(duì)本車間布置的要求。 ⑧考慮建廠地區(qū)的氣象、地質(zhì)、水文等條件。 按照國(guó)內(nèi)目前的作法，化工工藝設(shè)計(jì)主要有流程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算（物料與熱量衡算）、設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)、車間布置和管道布置五個(gè)部分，都由工藝設(shè)計(jì)人員進(jìn)行。上述的分工是化工設(shè)計(jì)上的一種發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)外許多設(shè)計(jì)公司都已這樣做了。其主要內(nèi)容是： 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 ①進(jìn)行工藝和流體力學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)； ②繪制 PI 流程圖與公用工程流程圖； ③確定設(shè)備與儀表安裝要求。這一階段的主要工作內(nèi)容是： ①落實(shí)車間布置（初）的內(nèi)容； ②繪制設(shè)備管口及儀表位置的詳圖； ③進(jìn)行物料與設(shè)備移動(dòng)運(yùn)輸設(shè)計(jì)； ④確定與設(shè)備安裝有關(guān)的建筑與結(jié)構(gòu)尺寸； ⑤確定設(shè)備安裝方案； ⑥安排管道、儀表、電氣管路的走向，確定管廊位置。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 參考文獻(xiàn) [1] 董大勤 .《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》 [M].北京 :中央廣播電視大學(xué)出版社 .19952 [2] 王樹仁 .《合成氨生產(chǎn)工》 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 . 202002 [3] 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院 .《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [M].上海 : 化學(xué)工業(yè)出版社 .1996 [4] 梅安華 .小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .1995 [5] 魏兆燦 ,李寬宏 .《塔設(shè)備設(shè)計(jì)》 [M].上海 :上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 .198811 [6] 張順澤 .《分離工程》 .[M].平頂山： 平頂山工學(xué)院 .2020 [7] 化工部第六設(shè)計(jì)院編 .《 化學(xué)工程手冊(cè) 》 [M].第 12 篇 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 .1980 [8] 董大勤 .《化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 [M].北京 :中央廣播電視大學(xué)出版社 .19952 平頂山工學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 致謝 將近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)圓滿完成， 本文是在宋軍超老師精心指導(dǎo)和大力支持